CN117107518A - 一种抗菌防水面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌防水面料的制备方法，涉及纺织材料技术领域。本发明在制备抗菌防水面料时，首先进行纺丝将改性聚丙烯酸制成多孔纤维，再织造成面料基布，再进行一级仿生处理使聚噻吩压合在面料基布上并形成纳米导电柱矩阵结构，再在一次仿生处理的基础上进行二级仿生处理，制得二次仿生面料，最后用氨基丙酸甘油酯混合液和氢氧化钠溶液对二次仿生面料进行改性处理制得抗菌防水面料。本发明制备的抗菌防水面料具有良好的抗菌性和防水性。

Description

一种抗菌防水面料的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织材料技术领域，具体为一种抗菌防水面料的制备方法。
背景技术
随着社会的发展，人们对织物的质量要求越来越高，对性能的要求也越来越多，使得特种纺织物市场和高端纺织物市场蓬勃发展，使市场上出现大量的如防紫外线，抗菌，吸声，防尘，防水，耐脏等具有各种功能的面料，并且在各种不同环境场所得到很好的应用。
目前市场上应用于雨衣的防水面料具有良好的防水效果，但是防水表面均为一层油布，胶布或塑料薄膜，在防水的同时也防止了气体的流动，会使舒适度降低，到达目的地人们习惯将防水面料折叠成团放入非机动车的篮筐中或坐垫下，附着的水难以蒸发，易滋生细菌同时易使体质差的人皮肤产生过敏。本发明根据自然界中荷叶及水蝇腿的防水原理，制得使面料形成超疏水的表面进行防水，同时使水份易从内部排出，具有吸汗排气的作用，使制得的面料在无雨水环境也能舒适的穿着，并且能通过静电和渗透压进行杀菌。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌防水面料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
一种抗菌防水面料的制备方法，主要包括以下制备步骤：纺丝，织造，一级仿生处理，二级仿生处理，改性处理。
作为优化，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在20~30℃的空气环境中静置20~30min，再在40~50℃，30~40kHz的超声波振动下用纯水浸洗3~5min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至50~80D后，织编成180~220g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）一级仿生处理：将聚噻吩膜的3,4-二羟基噻吩沉积面贴合在用丁醚以1g/cm2的量润湿的等面积的面料基布表面，在70~90℃以1~2MPa压力进行压合40~60min，制得压合面料，将压合面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将压合面料的聚噻吩外表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行一次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤3~5次，在1~10℃，5~10Pa的压力下干燥6~8h，制得一级仿生面料；
（4）二级仿生处理：将一级仿生面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将一级仿生面料的一级仿生处理的表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行二次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤3~5次，在1~10℃，5~10Pa的压力下干燥6~8h，制得二级仿生面料；
（5）改性处理：将二级仿生面料未处理过的表面朝上固定在玻璃板上并置于反应槽中，并加入二级仿生面料质量5~8倍的氨基丙酸甘油酯混合溶液，在80~90℃，30~40kHz的超声波振动下反应3~5min，再浸入二级仿生面料质量8~10倍的质量分数5%的氢氧化钠溶液中，40~50℃，30~40kHz的超声波振动下反应5~10min，再用60~80℃的纯水洗涤3~5次，在1~10℃，5~10Pa的压力下干燥6~8h，制得抗菌防水面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1~2mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压15~20kV，流体供给速度20~25μL/min，环境湿度10%~20%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度30~40℃。
作为优化，步骤（3）所述聚噻吩膜的制备方法为：将氯化铁以1g/m2的量平铺分散在玻璃板表面，并置于气相沉积腔室内并通入氮气进行排空气，再使载有氯化铁的玻璃板温度达到100~120℃，将氯化铁质量20~30倍的3,4-二羟基噻吩加热至90~100℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，3,4-二羟基噻吩通气结束后继续沉积10~15min，再将氯化铁质量80~120倍的噻吩加热至90~100℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，噻吩通气结束后继续沉积20~30min，再通入氮气排除沉积气体，冷却至20~30℃后将玻璃板上的沉积膜取出，用无水乙醇和纯水各洗涤3~5次，在60~80℃下干燥6~8h，制得聚噻吩膜。
作为优化，步骤（3）所述一次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为30~50μm，能量密度为1.4~1.6J/cm2，脉冲个数为240~280，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（4）所述二次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为3~5μm，能量密度为0.1~0.3J/cm2，脉冲个数为240~280，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（5）所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是将氨基丙酸甘油酯，质量分数0.1%的盐酸溶液和丁醚按质量比1：10：10混合均匀配制而成。
作为优化，所述氨基丙酸甘油酯的制备方法为：将L-氨基丙酸，甘油，质量分数：20%的氢氧化钠溶液和丁醚按质量比1：1：3：10混合均匀，在80~90℃下以1000~2000r/min的转速反应2~4h，再进行浓缩结晶，并在纯水中重结晶3~5次，在-10~-1℃，5~10Pa的压力下干燥6~8h，制得氨基丙酸甘油酯。
作为优化，所述抗菌防水面料的制备方法制得的抗菌防水面料，按重量份数计，主要包括：9~11份面料基布，5~7份聚噻吩膜和50~80份氨基丙酸甘油酯混合溶液；所述面料基布是由改性聚丙烯酸，聚乙二醇，乙醇纺丝制得的多孔纤维编织而成；所述聚噻吩膜是依次沉积3,4-二羟基噻吩和噻吩制备而成；所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是由氨基丙酸甘油酯，盐酸溶液和丁醚配制而成。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备抗菌防水面料时，首先进行纺丝将改性聚丙烯酸制成多孔纤维，再织造成面料基布，再进行一级仿生处理和二级仿生处理，最后用氨基丙酸甘油酯混合液和氢氧化钠溶液进行改性处理制得。
首先，进行纺丝和织造制得面料基布，再通过先沉积3,4-二羟基噻吩，再沉积噻吩，制得聚噻吩膜，将聚噻吩膜具有3,4-二羟基噻吩的表面与基体面料进行压合，聚噻吩膜底部羟基与基体面料上的羧基反应粘接在基体面料上形成聚噻吩外表面，再用激光加工，形成纳米导电柱矩阵结构，当水在表面时，纳米导电柱矩阵之间形成一层空气膜，阻隔水的渗透，和聚噻吩的疏水性协同作用，使压合面料的聚噻吩外表面具备防水性能，纳米导电柱可以吸收使用过程中面料摩擦产生的静电，使细菌内细菌液电荷异常达到杀菌的效果，并防止面料因静电粘附在身体上产生不适，同时光照能使纳米导电柱产生电子-空穴，电子无序热运动能将热量传递给底部相连的；在一级仿生处理形成的纳米导电柱矩阵结构的基础上进行二次加工，形成类水蝇腿刚毛结构，各刚毛与主体纳米柱之间形成微小夹角更易滞留空气，当外部水进行渗透时，在刚毛在水的压力下夹角变大，和相邻主体的刚毛共同防止水的渗透，并能阻塞多孔纤维的表面孔道，提高了防水性能，同时当内部水往外表面传输时，能水的压力使刚毛向主体纳米柱并拢，使水能顺利通过孔导，使最后制得的面料具有内部水份向外传输的功能。
其次，用通过L-氨基丙酸和甘油反应生成氨基丙酸甘油酯并接枝在无仿生结构的表面，使表面具有良好的亲肤性，且甘油上的羟基能对皮肤产生的汗液具有良好的吸附作用，使皮肤干燥舒爽，再用强氧化钠溶液和二级仿生处理的面料的内部多孔结构上的羧基进行进行反应，形成有机钠盐，当甘油吸附的水传递过来，使有机钠盐溶解，使内部浓度增高，从而加快了对人体汗渍的吸收，并在压力以及热蒸发的作用下使水排出外表面，达到排汗舒爽的效果，同时有机钠盐溶解使汗液浓度增高，能使细菌脱水死亡，同时羧酸根结合氢离子使汗液pH上升，pH影响细菌各类反应酶的活性，进而使细菌代谢紊乱，达到抗菌的效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的抗菌防水面料的各指标测试方法如下：
防水性：将各实施例所得的抗菌防水面料与对比例材料取相同面积大小，将防水面朝上并用双面胶平整的固定在玻璃平板上水平防止，在相同环境氛围中滴相同体积的纯水在表面，倾斜玻璃平板至各组分材料水滴滚动，记录滚动角。
抗菌性：将各实施例所得的耐脏服饰与对比例材料取相同大小形状，按奎因试验法进行测试抑菌率。
实施例1
一种抗菌防水面料，按重量份数计，主要包括：9份面料基布，5份聚噻吩膜和50份氨基丙酸甘油酯混合溶液。
一种抗菌防水面料的制备方法，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在20℃的空气环境中静置30min，再在40℃，30kHz的超声波振动下用纯水浸洗5min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至50D后，织编成180g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）一级仿生处理：将聚噻吩膜的3,4-二羟基噻吩沉积面贴合在用丁醚以1g/cm2的量润湿的等面积的面料基布表面，在70℃以1MPa压力进行压合60min，制得压合面料，将压合面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将压合面料的聚噻吩外表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行一次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得一级仿生面料；
（4）二级仿生处理：将一级仿生面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将一级仿生面料的一级仿生处理的表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行二次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得二级仿生面料；
（5）改性处理：将二级仿生面料未处理过的表面朝上固定在玻璃板上并置于反应槽中，并加入二级仿生面料质量5倍的氨基丙酸甘油酯混合溶液，在80℃，30kHz的超声波振动下反应5min，再浸入二级仿生面料质量8倍的质量分数5%的氢氧化钠溶液中，40℃，30kHz的超声波振动下反应10min，再用60℃的纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得抗菌防水面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压15kV，流体供给速度20μL/min，环境湿度10%%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度30℃。
作为优化，步骤（3）所述聚噻吩膜的制备方法为：将氯化铁以1g/m2的量平铺分散在玻璃板表面，并置于气相沉积腔室内并通入氮气进行排空气，再使载有氯化铁的玻璃板温度达到100℃，将氯化铁质量20倍的3,4-二羟基噻吩加热至90℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，3,4-二羟基噻吩通气结束后继续沉积10min，再将氯化铁质量80倍的噻吩加热至90℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，噻吩通气结束后继续沉积20min，再通入氮气排除沉积气体，冷却至20℃后将玻璃板上的沉积膜取出，用无水乙醇和纯水各洗涤3次，在60℃下干燥8h，制得聚噻吩膜。
作为优化，步骤（3）所述一次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为30μm，能量密度为1.4J/cm2，脉冲个数为240，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（4）所述二次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为3μm，能量密度为0.1J/cm2，脉冲个数为240，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（5）所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是将氨基丙酸甘油酯，质量分数0.1%的盐酸溶液和丁醚按质量比1：10：10混合均匀配制而成。
作为优化，所述氨基丙酸甘油酯的制备方法为：将L-氨基丙酸，甘油，质量分数：20%的氢氧化钠溶液和丁醚按质量比1：1：3：10混合均匀，在80℃下以1000r/min的转速反应4h，再进行浓缩结晶，并在纯水中重结晶3次，在-10℃，5Pa的压力下干燥8h，制得氨基丙酸甘油酯。
实施例2
一种抗菌防水面料，按重量份数计，主要包括：10份面料基布，6份聚噻吩膜和70份氨基丙酸甘油酯混合溶液。
一种抗菌防水面料的制备方法，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在25℃的空气环境中静置25min，再在45℃，35kHz的超声波振动下用纯水浸洗4min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至65D后，织编成200g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）一级仿生处理：将聚噻吩膜的3,4-二羟基噻吩沉积面贴合在用丁醚以1g/cm2的量润湿的等面积的面料基布表面，在80℃以1.5MPa压力进行压合50min，制得压合面料，将压合面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将压合面料的聚噻吩外表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行一次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤4次，在5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得一级仿生面料；
（4）二级仿生处理：将一级仿生面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将一级仿生面料的一级仿生处理的表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行二次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤4次，在5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得二级仿生面料；
（5）改性处理：将二级仿生面料未处理过的表面朝上固定在玻璃板上并置于反应槽中，并加入二级仿生面料质量6倍的氨基丙酸甘油酯混合溶液，在85℃，35kHz的超声波振动下反应4min，再浸入二级仿生面料质量9倍的质量分数5%的氢氧化钠溶液中，45℃，35kHz的超声波振动下反应8min，再用70℃的纯水洗涤4次，在5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得抗菌防水面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1.5mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压18kV，流体供给速度23μL/min，环境湿度15%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度35℃。
作为优化，步骤（3）所述聚噻吩膜的制备方法为：将氯化铁以1g/m2的量平铺分散在玻璃板表面，并置于气相沉积腔室内并通入氮气进行排空气，再使载有氯化铁的玻璃板温度达到110℃，将氯化铁质量25倍的3,4-二羟基噻吩加热至95℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，3,4-二羟基噻吩通气结束后继续沉积13min，再将氯化铁质量100倍的噻吩加热至95℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，噻吩通气结束后继续沉积25min，再通入氮气排除沉积气体，冷却至25℃后将玻璃板上的沉积膜取出，用无水乙醇和纯水各洗涤4次，在70℃下干燥7h，制得聚噻吩膜。
作为优化，步骤（3）所述一次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为40μm，能量密度为1.5J/cm2，脉冲个数为260，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（4）所述二次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为4μm，能量密度为0.2J/cm2，脉冲个数为260，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（5）所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是将氨基丙酸甘油酯，质量分数0.1%的盐酸溶液和丁醚按质量比1：10：10混合均匀配制而成。
作为优化，所述氨基丙酸甘油酯的制备方法为：将L-氨基丙酸，甘油，质量分数：20%的氢氧化钠溶液和丁醚按质量比1：1：3：10混合均匀，在85℃下以1500r/min的转速反应3h，再进行浓缩结晶，并在纯水中重结晶4次，在-5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得氨基丙酸甘油酯。
实施例3
一种抗菌防水面料，按重量份数计，主要包括：11份面料基布，7份聚噻吩膜和80份氨基丙酸甘油酯混合溶液。
一种抗菌防水面料的制备方法，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在30℃的空气环境中静置20min，再在50℃，40kHz的超声波振动下用纯水浸洗3min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至80D后，织编成220g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）一级仿生处理：将聚噻吩膜的3,4-二羟基噻吩沉积面贴合在用丁醚以1g/cm2的量润湿的等面积的面料基布表面，在90℃以2MPa压力进行压合40min，制得压合面料，将压合面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将压合面料的聚噻吩外表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行一次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤5次，在10℃，10Pa的压力下干燥6h，制得一级仿生面料；
（4）二级仿生处理：将一级仿生面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将一级仿生面料的一级仿生处理的表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行二次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤5次，在10℃，10Pa的压力下干燥6h，制得二级仿生面料；
（5）改性处理：将二级仿生面料未处理过的表面朝上固定在玻璃板上并置于反应槽中，并加入二级仿生面料质量8倍的氨基丙酸甘油酯混合溶液，在90℃，40kHz的超声波振动下反应3min，再浸入二级仿生面料质量10倍的质量分数5%的氢氧化钠溶液中，50℃，40kHz的超声波振动下反应5min，再用80℃的纯水洗涤3次，在10℃，10Pa的压力下干燥6h，制得抗菌防水面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成2mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压20kV，流体供给速度25μL/min，环境湿度20%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度40℃。
作为优化，步骤（3）所述聚噻吩膜的制备方法为：将氯化铁以1g/m2的量平铺分散在玻璃板表面，并置于气相沉积腔室内并通入氮气进行排空气，再使载有氯化铁的玻璃板温度达到120℃，将氯化铁质量30倍的3,4-二羟基噻吩加热至100℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，3,4-二羟基噻吩通气结束后继续沉积15min，再将氯化铁质量120倍的噻吩加热至100℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，噻吩通气结束后继续沉积30min，再通入氮气排除沉积气体，冷却至30℃后将玻璃板上的沉积膜取出，用无水乙醇和纯水各洗涤5次，在80℃下干燥6h，制得聚噻吩膜。
作为优化，步骤（3）所述一次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为50μm，能量密度为1.6J/cm2，脉冲个数为280，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（4）所述二次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为5μm，能量密度为0.3J/cm2，脉冲个数为280，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（5）所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是将氨基丙酸甘油酯，质量分数0.1%的盐酸溶液和丁醚按质量比1：10：10混合均匀配制而成。
作为优化，所述氨基丙酸甘油酯的制备方法为：将L-氨基丙酸，甘油，质量分数：20%的氢氧化钠溶液和丁醚按质量比1：1：3：10混合均匀，在90℃下以2000r/min的转速反应2h，再进行浓缩结晶，并在纯水中重结晶5次，在-1℃，10Pa的压力下干燥6h，制得氨基丙酸甘油酯。
对比例1
一种抗菌防水面料，按重量份数计，主要包括：9份面料基布和50份氨基丙酸甘油酯混合溶液。
一种抗菌防水面料的制备方法，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在20℃的空气环境中静置30min，再在40℃，30kHz的超声波振动下用纯水浸洗5min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至50D后，织编成180g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）改性处理：将面料基布固定在玻璃板上并置于反应槽中，并加入面料基布质量5倍的氨基丙酸甘油酯混合溶液，在80℃，30kHz的超声波振动下反应5min，再浸入面料基布质量8倍的质量分数5%的氢氧化钠溶液中，40℃，30kHz的超声波振动下反应10min，再用60℃的纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得抗菌防水面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压15kV，流体供给速度20μL/min，环境湿度10%%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度30℃。
作为优化，步骤（3）所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是将氨基丙酸甘油酯，质量分数0.1%的盐酸溶液和丁醚按质量比1：10：10混合均匀配制而成。
作为优化，所述氨基丙酸甘油酯的制备方法为：将L-氨基丙酸，甘油，质量分数：20%的氢氧化钠溶液和丁醚按质量比1：1：3：10混合均匀，在80℃下以1000r/min的转速反应4h，再进行浓缩结晶，并在纯水中重结晶3次，在-10℃，5Pa的压力下干燥8h，制得氨基丙酸甘油酯。
对比例2
一种抗菌防水面料，按重量份数计，主要包括：9份面料基布，5份聚噻吩膜和50份氨基丙酸甘油酯混合溶液。
一种抗菌防水面料的制备方法，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在20℃的空气环境中静置30min，再在40℃，30kHz的超声波振动下用纯水浸洗5min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至50D后，织编成180g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）仿生处理：将聚噻吩膜的3,4-二羟基噻吩沉积面贴合在用丁醚以1g/cm2的量润湿的等面积的面料基布表面，在70℃以1MPa压力进行压合60min，制得压合面料，将压合面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将压合面料的聚噻吩外表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得仿生面料；
（4）改性处理：将仿生面料未处理过的表面朝上固定在玻璃板上并置于反应槽中，并加入一级仿生面料质量5倍的氨基丙酸甘油酯混合溶液，在80℃，30kHz的超声波振动下反应5min，再浸入仿生面料质量8倍的质量分数5%的氢氧化钠溶液中，40℃，30kHz的超声波振动下反应10min，再用60℃的纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得抗菌防水面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压15kV，流体供给速度20μL/min，环境湿度10%%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度30℃。
作为优化，步骤（3）所述聚噻吩膜的制备方法为：将氯化铁以1g/m2的量平铺分散在玻璃板表面，并置于气相沉积腔室内并通入氮气进行排空气，再使载有氯化铁的玻璃板温度达到100℃，将氯化铁质量20倍的3,4-二羟基噻吩加热至90℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，3,4-二羟基噻吩通气结束后继续沉积10min，再将氯化铁质量80倍的噻吩加热至90℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，噻吩通气结束后继续沉积20min，再通入氮气排除沉积气体，冷却至20℃后将玻璃板上的沉积膜取出，用无水乙醇和纯水各洗涤3次，在60℃下干燥8h，制得聚噻吩膜。
作为优化，步骤（3）所述激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为30μm，能量密度为1.4J/cm2，脉冲个数为240，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（4）所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是将氨基丙酸甘油酯，质量分数0.1%的盐酸溶液和丁醚按质量比1：10：10混合均匀配制而成。
作为优化，所述氨基丙酸甘油酯的制备方法为：将L-氨基丙酸，甘油，质量分数：20%的氢氧化钠溶液和丁醚按质量比1：1：3：10混合均匀，在80℃下以1000r/min的转速反应4h，再进行浓缩结晶，并在纯水中重结晶3次，在-10℃，5Pa的压力下干燥8h，制得氨基丙酸甘油酯。
对比例3
一种抗菌防水面料，按重量份数计，主要包括：9份面料基布和5份聚噻吩膜。
一种抗菌防水面料的制备方法，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在20℃的空气环境中静置30min，再在40℃，30kHz的超声波振动下用纯水浸洗5min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至50D后，织编成180g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）一级仿生处理：将聚噻吩膜的3,4-二羟基噻吩沉积面贴合在用丁醚以1g/cm2的量润湿的等面积的面料基布表面，在70℃以1MPa压力进行压合60min，制得压合面料，将压合面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将压合面料的聚噻吩外表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行一次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得一级仿生面料；
（4）二级仿生处理：将一级仿生面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将一级仿生面料的一级仿生处理的表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行二次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤3次，在1℃，5Pa的压力下干燥8h，制得抗菌防水面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压15kV，流体供给速度20μL/min，环境湿度10%%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度30℃。
作为优化，步骤（3）所述聚噻吩膜的制备方法为：将氯化铁以1g/m2的量平铺分散在玻璃板表面，并置于气相沉积腔室内并通入氮气进行排空气，再使载有氯化铁的玻璃板温度达到100℃，将氯化铁质量20倍的3,4-二羟基噻吩加热至90℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，3,4-二羟基噻吩通气结束后继续沉积10min，再将氯化铁质量80倍的噻吩加热至90℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，噻吩通气结束后继续沉积20min，再通入氮气排除沉积气体，冷却至20℃后将玻璃板上的沉积膜取出，用无水乙醇和纯水各洗涤3次，在60℃下干燥8h，制得聚噻吩膜。
作为优化，步骤（3）所述一次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为30μm，能量密度为1.4J/cm2，脉冲个数为240，离焦距为-3mm。
作为优化，步骤（4）所述二次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为3μm，能量密度为0.1J/cm2，脉冲个数为240，离焦距为-3mm。
对比例4
一种抗菌防水面料的制备方法，所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在20℃的空气环境中静置30min，再在40℃，30kHz的超声波振动下用纯水浸洗5min，制得多孔纤维。
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至50D后，织编成180g/m2克重面料，制得面料。
作为优化，步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成。
作为优化，步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压15kV，流体供给速度20μL/min，环境湿度10%%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度30℃。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至4的抗菌防水面料的防水性和抗菌性的分析结果。
表1
滚动角 抑菌率 滚动角 抑菌率
实施例1 3.3° 99.2% 对比例1 无 86.3%
实施例2 2.8° 98.9% 对比例2 9.6° 96.4%
实施例3 3.1° 98.8% 对比例3 3.2° 83.5%
对比例4 无 68.5%
从表1中的实验数据比较可发现，经过一级仿生处理，二级仿生处理和改性处理后可明显提高材料的防水性和抗菌性；从实施例1、2、3和对比例1实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1具有了很小的滚动角且抑菌率上升，说明了进行一级仿生处理和二级仿生处理，形成的具有微观结构疏水表面能形成气膜并降低水滴与表面的接触面积，具有防水效果且使滚动角较小，并且疏水表面使细菌不易附着增加生存难度，从而提高了抑菌效果；从实施例1、2、3对比对比例2实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例2的滚动角变小，说明了进行二级仿生处理可以形成的刚毛结构可以提高表面的疏水性，让水份更加难以渗透滞留，使材料的防水性提高；从实施例1、2、3对比对比例3实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例3的抑菌率上升，说明了进行改性处理后，使材料内部形成有机钠盐，有机钠盐溶解使水中离子浓度增高，能使细菌脱水死亡，同时羧酸根结合氢离子使汗液pH上升，pH影响细菌各类酶的活性，进而使细菌代谢紊乱，从而提高材料的抗菌性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (1)

1.一种抗菌防水面料的制备方法，其特征在于：所述抗菌防水面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）纺丝：将改性聚丙烯酸，聚乙二醇和无水乙醇按质量比按质量比2：3：5混合均匀，进行静电纺丝制得纤维，将纤维在25℃的空气环境中静置25min，再在45℃，35kHz的超声波振动下用纯水浸洗4min，制得多孔纤维；
（2）织造：将多孔纤维通过纤维编织机加捻至65D后，织编成200g/m2克重面料，制得面料基布；
（3）一级仿生处理：将聚噻吩膜的3,4-二羟基噻吩沉积面贴合在用丁醚以1g/cm2的量润湿的等面积的面料基布表面，在80℃以1.5MPa压力进行压合50min，制得压合面料，将压合面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将压合面料的聚噻吩外表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行一次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤4次，在5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得一级仿生面料；
（4）二级仿生处理：将一级仿生面料的浸没在质量分数10%的乙酸铵溶液中，再用滤纸将一级仿生面料的一级仿生处理的表面水份吸干，其余部分保持湿润，进行二次激光刻蚀，依次用乙醇和纯水洗涤4次，在5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得二级仿生面料；
（5）改性处理：将二级仿生面料未处理过的表面朝上固定在玻璃板上并置于反应槽中，并加入二级仿生面料质量6倍的氨基丙酸甘油酯混合溶液，在85℃，35kHz的超声波振动下反应4min，再浸入二级仿生面料质量9倍的质量分数5%的氢氧化钠溶液中，45℃，35kHz的超声波振动下反应8min，再用70℃的纯水洗涤4次，在5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得抗菌防水面料；
步骤（1）所述改性聚丙烯酸的制备方法为：将聚丙烯酸压制成1.5mm薄片，在氮气氛围下用电子束加速器辐射到120KGy的辐射剂量，制备而成；
步骤（1）所述静电纺丝的工艺参数为：电压18kV，流体供给速度23μL/min，环境湿度15%，接收距离15cm，喷丝头内孔径0.5mm，温度35℃；
步骤（3）所述聚噻吩膜的制备方法为：将氯化铁以1g/m2的量平铺分散在玻璃板表面，并置于气相沉积腔室内并通入氮气进行排空气，再使载有氯化铁的玻璃板温度达到110℃，将氯化铁质量25倍的3,4-二羟基噻吩加热至95℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，3,4-二羟基噻吩通气结束后继续沉积13min，再将氯化铁质量100倍的噻吩加热至95℃转化为气态并以0.5m/s的流速通过管道进入沉积室内，噻吩通气结束后继续沉积25min，再通入氮气排除沉积气体，冷却至25℃后将玻璃板上的沉积膜取出，用无水乙醇和纯水各洗涤4次，在70℃下干燥7h，制得聚噻吩膜；
步骤（3）所述一次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为40μm，能量密度为1.5J/cm2，脉冲个数为260，离焦距为-3mm；
步骤（4）所述二次激光刻蚀的工艺参数为：激光种类为飞秒激光，扫描方式为正交扫描，扫描间距为4μm，能量密度为0.2J/cm2，脉冲个数为260，离焦距为-3mm；
步骤（5）所述氨基丙酸甘油酯混合溶液是将氨基丙酸甘油酯，质量分数0.1%的盐酸溶液和丁醚按质量比1：10：10混合均匀配制而成；
所述氨基丙酸甘油酯的制备方法为：将L-氨基丙酸，甘油，质量分数：20%的氢氧化钠溶液和丁醚按质量比1：1：3：10混合均匀，在85℃下以1500r/min的转速反应3h，再进行浓缩结晶，并在纯水中重结晶4次，在-5℃，8Pa的压力下干燥7h，制得氨基丙酸甘油酯。
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